超临界二氧化碳离心压气机设计和气动性能研究

• 作者: 曹润 李军 李志刚 邓清华 高铁瑜
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 超临界二氧化碳 离心压气机 间隙泄漏流动
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 44-52
• 页数: 9页
• 分类号: TK403
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb202004006

摘要

针对150 kW超临界二氧化碳(SCO2)简单布雷顿循环,设计了转速为60 000 r/min的离心压气机.由于SCO2在临界点附近物性的剧烈变化,物性表的精度直接影响SCO2压气机气动性能数值预测的稳定性和准确性.验证了400×400精度的SCO2物性表能够获得可靠的SCO2离心压气机气动性能.采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)和k-ε湍流模型的方法,研究了所设计的SCO2离心压气机设计工况和变工况气动性能,详细分析了离心叶轮间隙泄漏流动特性.结果 表明:所设计的SCO2离心压气机设计工况考虑间隙泄漏损失的气动效率是73.2％,压比是2.207.SCO2离心压气机具有优良的变工况气动性能.与不考虑离心叶轮间隙泄漏损失相比,SCO2离心压气机气动效率降低了14.0％.离心叶轮叶顶间隙泄漏流动主要分为3个区域,分别是顺流而下的分离涡区域、叶顶间隙上半部分区域在逆压梯度作用下的回流流动区域和叶顶间隙下半部分在主流作用下的顺流流动区域.研究工作表明所设计的SCO2离心压气机气动性能满足150 kW级简单SCO2布雷顿循环的设计要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李军	西安交通大学叶轮机械研究所	263	2157	24.0	34.0
2	高铁瑜	西安交通大学叶轮机械研究所	25	122	7.0	10.0
3	李志刚	西安交通大学叶轮机械研究所	56	234	8.0	14.0
4	邓清华	西安交通大学叶轮机械研究所	25	281	9.0	16.0
5	曹润	西安交通大学叶轮机械研究所	1	0	0.0	0.0